[Network] OSI 7 계층(Layer) - 기본 개념, 각 계층 설명

OSI 7 Layer
개방형 시스템 상호 연결 모델의 표준

1984년 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로써, 네트워크 프로토콜 디자인과 통신 과정을 7개의 계층으로
구분하여 만든 "표준 규격"이다.

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Layer 1: 물리계층(Physical Layer)

전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의한다.

디지털 데이터를 아날로그적인 전기적 신호로 변환하여 물리적인 전송을 가능하게 한다.
주소 개념이 없으며, 물리적으로 연결된 노드간에 신호를 주고 받는다.

단위(PDU): 비트(Bit)
주요 장비: 허브(HUB), 리피터(Repeater), 네트워크 카드(Nic, Network Interface Card)
프로토콜: RS-232C, X.21 등의 표준이 있다.

 

Layer 2: 데이터링크 계층(Data-Link Layer)

두 개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 한다.
네트워크 카드의 MAC(Media Access Control) 주소를 통해 목적지를 찾아간다.
신뢰성 있는 전송을 위해 흐름제어(Flow Control), 오류제어(Error Control)를 수행한다.

논리링크제어계층, 매체접근제어계층이라는 두 개의 부계층으로 나뉜다.

단위(PDU): 프레임(Frame)
주요 장비: 브리지(Bridge), L2 Switch 등
프로토콜: HDLC, ADCCP, LLC, LAPB, LAPD 등의 표준이 있다.

 

Layer 3: 네트워크 계층(Network Layer)

개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능을 한다.

종단간(End-To-End) 전송을 위한 경로 설정을 담당하며, 호스트로 도달하기 위한 최적의 경로를 라우팅 알고리즘을 통해 선택하고 제어한다.
종단간(End-To-End) 전송을 위한 주소로 IP주소를 사용하고 목적지의 네트워크 망으로만 전송한다.

단위(PDU): 패킷(Packet)
주요 장비: 라우터(Router), L3 Switch 등
프로토콜: IP, ARP, ICMP, IGMP, RIP, RIP v2, OSPF, IGR6P, EIGRP, BGP, X.25,IPX 등의 표준이 있다.

 

Layer 4: 전송 계층(Transport Layer)

논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공함으로써 종단 시스템(End-to-End) 간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 한다.

- 종단간 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당한다. (End-To-End Reliable Delivery)
- 종단의 구체적인 목적지까지 데이터가 도달할 수 있도로 한다. (Process-To-Process Communication)
- Process를 특정하기 위한 주소로 Port Number를 이용한다.

역할로는 아래와 같이
1. 분할과 재조합: 전송 가능한 크기로 나누고 순서 번호를 지정한다.
2. 연결제어: 데이터를 안전하게 전송하기 위해 노드 송신측과 수신측 사이에 논리적인 통로를 만드는 기능이다.
3. 흐름제어: 종단간의 신뢰성있는 전달을 보장한다.
4. 오류제어: 수신측까지 메세지가 오류 없이 전달되었는지 확인한다.
5. 혼잡 제어: 네트워크가 혼잡해지지 않게 조절하는 것을 말한다.


단위(PDU): 세그먼트(Segment)
주요 장비: L4 Switch
프로토콜: TCP, UDP 등의 표준이 있다.

 

Layer 5: 세션 계층(Session Layer)

송수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당한다.

- 응용 프로그램간의 논리적인 연결(세션) 생성 및 제어를 담당한다.
- TCP/IP 통신 연결을 수립/유지/중단

단위(PDU): 데이터(Data)
주요 장비: 해당사항 없음
프로토콜: 해당사항 없음

 

Layer 6: 표현 계층(Presentation Layer)

응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 보내기 전에 통신에 적당한 형태로 변환하고,
세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환하는 기능을 한다.

서로 다른 데이터 표현 형태를 갖는 시스템 간의 상호 접속을 위해 필요한 계층으로 데이터 표현방식, 상이한 부호체계 간의 변화에 대해 규정하며 인코딩/디코딩, 압축/해제, 암호화/복호화 등의 역할을 수행한다.

단위(PDU) : 데이터(Data)
주요 장비 : 해당사항 없음
프로토콜 : 해당사항 없음

 

Layer 7: 응용 계층(Application Layer)

사용자가 OSI 환경에 접근할 수 있도록 서비스를 제공한다.
HTTP, 전자 사서함(SMTP), 파일전송(FTP), 원격 접속(TELNET) 등의 서비스를 제공한다.

단위(PDU): 데이터(Data)
주요 장비: 해당사항 없음
프로토콜: TELNET, FTP, SMTP, HTTP 등의 표준이 있다.